materia oscura
In cosmologia indica un'ipotetica componente di materia che, diversamente dalla materia nota, emetterebbe radiazione elettromagnetica e sarebbe attualmente rilevabile solo in modo indiretto tramite i suoi effetti gravitazionali. L’ipotesi nasce per giustificare osservazioni sperimentali secondo le quali, in relazione alle leggi di gravitazione, la materia oscura costituirebbe il 90% della massa dell’Universo. Non va confusa con la diversa ipotesi denominata energia oscura. Nel 1933 l’astronomo Fritz Zwicky, osservando ammassi di galassie lontani, stimò la massa di ogni galassia dell'ammasso basandosi sulla sua luminosità e sommò tutte le masse per ottenere la massa totale dell'ammasso; ottenne poi una seconda stima indipendente della massa totale, basata sulla misura della dispersione delle velocità individuali delle galassie: questa seconda stima di massa dinamica era 400 volte più grande della precedente. Solamente dagli anni Settanta gli studiosi iniziarono ad analizzare questa discrepanza ipotizzando l’esistenza della materia oscura la cui scoperta risolverebbe il problema della mancanza di massa negli ammassi di galassie e potrebbe consentire nuove ipotesi su origine, evoluzione e destino dell’Universo. Tra le potenziali prove della necessità dell’esistenza della materia oscura vanno ricordate: la rotazione delle galassie e le lenti gravitazionali. Nel primo caso si osserva che la velocità orbitale delle stelle nelle regioni periferiche di molte galassie non diminuisce in rapporto alla distanza come dovrebbe (Seconda legge di Keplero) ma rimane costante e, se non esistesse una massa invisibile, esse dovrebbero abbandonare le galassie. Nel secondo caso si ha l’osservazione di effetti di lente gravitazionale in presenza di una massa visibile insufficiente a giustificare il fenomeno. Gli studiosi hanno elaborato diverse teorie circa la natura della massa mancante che andrebbe localizzata nel nero intorno alle stelle e distinta in barionica (analoga alla materia di stelle e pianeti, ma non in grado di emettere radiazioni) e non barionica (ipotetiche particelle WIMP). Ad oggi nessuna teoria può essere verificata in modo risolutivo.